二十七层综合楼的建筑给排水设计 50页

'目录摘要2引言4第1部分方案设计说明书61、概述61.1工程概况61.2设计依据61.3设计内容62、设计方案说明62.1给水系统62.2消防给水系统82.3排水系统10第2部分设计计算书111、室内给水系统的计算111.1给水定额及时变化系数111.2室内给水管网水力计算132、室内消火栓给水系统的计算232.1消火栓的保护半径242.2消火栓口所需压力242.3低区消火栓管网的水力计算252.4低区消防水泵的选择282.5高区消火栓管网的水力计算282.6高区消防水泵的选择312.7消火栓及自动喷淋系统增压装置的设计322.8水泵接合器的确定323自动喷淋系统的计算333.1自动喷淋灭火系统的基本数据333.2喷头的布置34No50 3.3作用面积划分343.4水力计算（采用作用面积）363.5校核373.6喷洒泵的选型384.室内排水系统的计算394.1建筑内部排水系统的计算394.2屋顶雨水系统444.3地下层集水坑排水47No50 摘要本设计是二十七层综合楼的建筑给排水设计，主要包括给水系统、排水系统、消防系统。本园区生活用水由地下生活水泵房供给，给水系统采用分区供水，地下一层到九层为一区，十层到十八层为二区，十九层到二十七层为三区，由生活水泵房中的微机变频调速水泵机组供水。排水系统采用污、废水合流制，室内一层及以上污废水重力自流排入室外污水管道，地下室污废水采用潜水泵提升至室外污水井。污水经化粪池处理后，排入市政污水管。本建筑雨水采用内排雨水系统，屋面雨水经雨水斗和室内雨水管排至室外雨水检查井。本工程消火栓给水系统用水由地下消防水泵房供给。消防水池有效容积为648m3，与自动喷水系统合用。本工程消防系统为湿式系统，竖向分为两个区：地下一层至五层为低区;六至二十七层为高区。在本建筑西侧原有建筑五层顶设置消防水箱，供低区消火栓系统初期灭火用水，与喷洒系统合用。在建筑屋顶消防水箱间内设置消防水箱，供高区消火栓系统初期灭火用水，与喷洒系统合用。消火栓系统采用两路供水，水平管与竖向管构成环状。本工程地下及地上每层均设自动喷水灭火系统，系统用水由地下消防水泵房供给，与室内消火栓系统合用。消防泵房内设喷洒泵两台，一用一备。由湿式报警阀直接控制喷洒水泵启动。本工程自动喷水系统竖向分为两个区：地下一层至五层为低区；六至二十七层为高区。关键词：给水排水工程；高层建筑；综合办公楼；自动喷水灭火系统；节能No50 AbstractThisdesignistwenty-sevenlayercomplexbuildingofwatersupplyanddrainagedesign,includingthewatersupplysystem,drainagesystem,firecontrolsystem.Thisparklifeundergroundlifewaterpumpwatersupplybywaterdistributionsystemusingzoningwater,undergroundlayertoninelayerskin,tenlayertoforeighteenlayersoftwoarea,nineteenfloorsto27layer,thelifeforusurpedthepumphousemicrocomputervariablefrequencyspeedpumpunitwatersupply.DrainagesystemUSEScorrupt,wastewaterconfluencesystem,indoorlayerandaboveuncleanwastewatergravityartesianintooutdoorsewagepipe,thebasementuncleanwastewaterusingsubmersiblepromotedtooutdoorsewagewell.Thesewageisseptictankprocessing,intothemunicipalsewagepipe.Thisbuildingrainwaterdrainagesystemadopted,roofinrowbyrainwaterfightsandindoorrainstormsewerlinetooutdoorrainwaterinspectionWells.Thisengineeringhydrantwatersystembyundergroundfirewaterpumpwatersupply.648m3fire-fightingforeffectivevolumewithautomaticwaterspraysystem,operable.Thisengineeringfirecontrolsystemforwetsystem,verticalisdividedintotwoareas:undergroundlayertofivelayersaslowarea;Sixto27layerforhigharea.Inthisbuildingwestsidetopfiveoriginalarchitecturesetfirewatertank,layerforlowareafirehydrantsystemwithsprayingextinguishingwater,initialsharesystem.Inbuildingrooffirewatertankfirewatertank,installedbetweenhighareafirehydrantsystemforsprayingextinguishingNo50 water,andinitialsharesystem.FirehydrantsystemUSEStworoadwithwater,horizontalair-waterverticaltubeconstitutearing.Thisengineeringundergroundandthegroundeachflooraresetautomaticsprinklersystem,thesystemofwaterfromundergroundfirewatersupplypump,andindoorfirehydrantsystemshare.Firepumproomequippedwithspraypumpfortwo,onea.Wet-typealarmvalvebysprayingwaterpumpstart-updirectcontrol.Thisengineeringautomaticsprinklersystemcanbedividedintotwoareas:verticalundergroundlayertofivelayersaslowarea;Sixto27layerforhigharea.Keywords：WaterSupplyandDrainageEngineering；highrisebuilding；TallUniversityBuilding；automaticsprinklingsystem；energyconservationNo50 引言随着经济的快速发展和科学的不断提高，高层建筑的高度和层数也在不断地增加。进入21世纪以来，高层建筑向着层数更多、设备更完善、功能更齐全、技术更先进的方向发展、高层建筑成为现代化大都市的一种标志。高层建筑不同于低层建筑，它具有层数多、高度大、振动源多、用水要求高、排水量大等特点。所以必须采取新的技术措施，才能确保给水排水系统的良好情况，满足各类高层建筑的功能要求。高层建筑给排水工程的中心任务是为人们提供方便、卫生、舒适以及安全的生产、生活环境。金茂大厦A座是一个集办公、商务等多功能于一体的综合性建筑。建筑面积大，功能分区多，使用时间不统一，目前做的课题主要为多层建筑给水系统，排水系统，消防系统以及屋顶排水系统。本工程给水方式采用分区供水方式,给水管网的布置方式为环状式，这样可减小静水压力，提高供水可靠性。排水系统生活污水与废水一起经化粪处理池处理后排至小区的污水管道，雨水经收集后排入雨水管道。室内消火栓给水系统采用分区给水系统，室内消防给水管网应布置成独立的环状管网系统采用水泵加压给水方式。No50 本次毕业设计过程中，查阅了大量的相关材料，积累和丰富自己的专业知识。在此基础上，根据设计的土建资料和室内外设计参数等初步确定合适的设计方案，翻阅了大量的参考书籍，对设计方案进行反复技术经济分析和论证。最后，依据相关资料和设计规范，完成了设计计算和相关工程图纸的绘制。第1部分方案设计说明书1、概述1.1工程概况本建筑位于河北省唐山市，总建筑面积为34670，地上二十七层，地下一层，地面建筑物高度98.9m。地下室为设备用房及车库；一层为为多功能，二—二十七层为办公用房。1.2设计依据已批准的初步设计文件；建设单位提供的本工程有关资料和设计任务书；建筑和有关工种提供的作业图和有关资料；国家现行有关给水、排水、消防和卫生等设计规范及规程。1.3设计内容本设计包括生活给水系统，排水系统，消火栓系统，自动喷水灭火系统及室外给排水总平面设计。No50 2、设计方案说明2.1给水系统2.1.1给水系统选择因城市管网常年可资用水头远不能满足高层用水的要求，故考虑到二次加压，根据原始资料，本建筑屋顶水箱底标高98.80m，若直接采用水泵和水箱供水系统，下面几层供水压力将超过0.5MPa,容易造成生器具及其接口损坏，且未能有效利用市政管网水压，浪费能量，同时屋顶水箱容积过大，增加建筑负荷和投资费用。故打算采用微机变频调速水泵机组的供水方式供给该建筑的日常用水。2.1.2给水系统的组成建筑内给水系统由引入管，水表节点，给水管道，配水装置和用水设备和附件，此外包括地下微机变频调速水泵机组。2.1.3给水管道及设备安装（1）给水管道采用聚丙乙烯（PP-R）管，供水箱管采用钢管。（2）各层给水管采用暗装敷设，支管以2%的坡度坡向池水装置。（3）给水管与排水管平行、交叉时，其距离分别大于0.5m和0.15m，交叉处给水管道在上。（4）管道穿越墙壁时，需预留孔洞，孔洞尺寸采用：d+50mm--d+100mm，管道穿过楼板时应预埋金属套管。（5）在立管和横管上设闸阀，当d<=50mm，设截止阀，d>50mm，设闸阀。（6）水泵基础应高于地面0.1m，水泵采用自动启动。No50 2.1.4给水系统的竖向分区高层建筑内部给水系统的竖向分区应根据使用材料、性能、维护管理条件、建筑层数和室外管网水压等合理确定。本次设计拟将给水系统分为三个区，一区是-1-9层，二区10-18层，三区19-27层，均采用微机变频调速泵加压供水。2.2消防给水系统2.2.1消火栓给水系统的选择根据规范，该建筑为一类建筑。室内外消防流量分别为40L/s，30L/s。充实水柱取12m，水枪喷嘴流量5.2L/s，消防立管管径DN100。最底层消火栓所承受静压力不大于0.80MPa，故采用分区方式，在5层分区，在27层、6层、5层、与-1层分别成环。消火栓布置在明显，经常有人出入而且使用方便地方。其间距不大于30m，-1-5设8根立管，6-27层设10根立管，在27层设试验消火栓一个，室内消火栓箱内均设有远距离启动消防泵的按钮。消火栓均采用稳压、减压消火栓。根据《高层民用建筑设计防火规范》规定：本建筑为一类高层建筑，耐火等级为一级，室外消火栓用水量为30L/s，需设置3个消火栓，消防给水管道布置成环状，消火栓均采用地下式，以便消防车向室内消防管网供水。2.2.2自动喷水灭火给水系统的选择该建筑采用湿式自动喷淋灭火系统，报警阀设于1层，且各层均设水流指示器和信号阀，其信号均送入消防控制中心进行处理。该建筑各层均采用自动喷淋系统，喷头动作温度68度，No50 不做吊顶场所，向上喷头采用直立型，向下喷头采用下垂型。喷头布置满足距墙柱距离小于1.80m。喷头之间距离小于3.60m，各层均设末端试压装置，废水排入污水管。该建筑自动喷淋按每800个喷头分一区，共分六区，即26-27层为第一区，17-21层为第二区，12-16层为第三区，7-10层为第四区5-6层为第五区，-1-4层为第六区。在地下一层、四层、六层、十一层、十六层、二十一层、二十六层报警阀室内设湿式报警阀各一组。在地下一层、六层、十一层、十六层、二十一层报警阀前设置减压阀，阀后压力为0.5Mpa。2.2.3消火栓系统的给水方式及系统组成消火栓系统的初期灭火是由水箱供水，后期供水是由地下室的加压水泵供水到高区，中间设减压阀，供低区用水。消火栓系统由消防泵，消防管网，减压阀，自动稳压消火栓和水泵结合器组成。2.2.4自动喷水灭火系统的给水方式及系统组成自动喷淋系统的初期供水由高位水箱直接供给，后期由水泵加压阀向各区分别供水。自动喷淋系统由喷淋泵，喷淋管网，报警装置，水流指示器，喷头和水泵结合器组成。2.2.5消防管道及设备安装1、消火栓给水管采用无缝钢管，采用焊接方式。2、立管均采用DN100mm的管道，消火栓口径为65mm，水枪喷嘴口径19mm，水龙带为麻质，直径65mm，长度25m。No50 3、自动喷淋系统（1）管道采用无缝钢管。（2）吊架和支管位置以不妨碍喷头喷水为原则。吊架离喷头的距离应大于0.3m，距末端喷头距离小于0.7m。（3）报警阀设地面1.2m处，且便于管理的地方，警铃应靠近报警阀安装，水平距离不超过15m，垂直距离不超过2m。2.2.6灭火器的配置按照《建筑灭火器配置设计规范》，为了有效地扑灭初期的火灾，在所有的公共部位、消防器材室、变配电间等地方配备一定数量的手提式磷酸铵盐的干粉灭火器。2.2.7水泵接合器的选择与确定根据设计所给的资料本设计消火栓给水系统一共设6个水泵接合器，高区和低区各设置3个水泵接合器。水泵接合器宜采用地下式。水泵接合器的型号，基本参数及基本尺寸：型号规格：SQX150形式：地下式公称直径：150mm公称压力：1.6Mpa2.2.8消防系统的主要设备消火栓泵选用：100DL-7离心泵两台，一备一用，流量27.8L/s，扬程140m，配套电机功率为75kw。自动喷淋泵选用：100DL-6离心泵两台，一备一用，流量27.8L/s，扬程120m，配套电机功率为55kw。No50 2.3排水系统2.3.1排水系统的选择本工程采用生活污水和生活废水合流制。污水排入室外经过化粪池处理后排入市政管网，厨房排水经隔油池处理排至化粪池。屋面雨水为内排水系统，雨水经屋面雨水斗收集后由管路输送直接排至室外。负一层各用水点的排水，汇合后进入集水井，再由潜污泵提升排出。2.3.2排水系统的组成该系统由卫生器具，排水管道，检查口，清扫口，室外排水管道，检查井，隔油池，潜污泵，集水井组成。2.3.3排水管道的安装要求（1）管材采用铸铁管排水，室外采用d230钢混排水管。（2）排水立管在垂直方向转弯处设两个45度弯头连接。（3）排水管穿楼板时应预留孔洞，安装时应设金属防水套管。（4）立管沿墙敷设时，其轴线与墙距离L不得小于下列规定：DN50mm，L=100mm，DN75mm，L=150mm。（5）排水检查井中心线距离不得小于3m，检查井700*700（6）排水立管上设检查口，隔层设一个，离地面1m处。此外各横支管起端需设清扫口，以便清扫。2.3.4排水系统的主要设备及构筑物排污泵采用WQ40-10-2.2型电功率4kw;集水井：2000×1600×1000一座，850×850×1000两座。No50 第2部分设计计算书1、室内给水系统的计算1.1给水定额及时变化系数本建筑为办公楼，人数计算按1人/7。一层面积为1285.9，二至五每层面积为1318，六至二十七每层面积为1124。则一层工作人员数目=1285.9/7≈185（人），二至五层每层人数≈190人，六至二十七层每层人数≈160人，则该办公楼总的人数大约为4465人。（1）最高日用水量盥洗室用水：取50L/（人·班），时变化系数为Kh=1.5，供水时间T取8h，则盥洗室每天的用水量：q1=50×8×4465=1786000L/d=1786.0m3/d餐厅：职工用餐人数为650人，生活用水量标准为40-60L/人·日，取50L/人·日，时变化系数为Kh=1.5，供水时间为10h，每日就餐次数为3次餐厅用水量为q2=650×50×3=97500L/d=97.5m3/d则最高日用水量Qd=mqd=4465×50+97.5m3/d=223347.5L/d=223.4m3/d（2）最高日最大时用水量Qh=Kh·Qp=Kh·Qd/T=1.5×223.4/8+1.5×97.5/10=56.6m3/hNo50 式中：Qh—最大小时生活用水量，单位m3/hKh—时变化系数Qd—最高日生活用水量，单位m3/dT—每日使用时间，单位hQp—平均小时用水量，单位m3/d（3）设计秒流量的计算根据该建筑的性质，取a=1.5，k=0则：（4）室内所需压力H=+注；H——建筑内部给水系统所需的压力，至室外引入管起点轴线算起（KPa）；H1——最不利点与室外引入管起点的静压差（KPa）；H2——计算管路的压力损失（KPa）；H3——水表的压力损失（KPa）；H4——最不利点的最低工作压力（KPa）；1.2室内给水管网水力计算1.2.1室内一区给水管网水力计算No50 室内给水管网水力计算表(1层卫生间JL-1管)表1管段管长卫生洁具数量当量总数设计秒流量管径流速水力坡度水头损失洗手盆大便器小便器盥洗槽水嘴NL（m）0.560.50.7Ngq(L/s)DNv(m/s)ih=i*L　0.11.20.10.15　　　　　　0-11.05　　1　0.70.15150.750.5640.5931-219.521　　1　1.20.25250.410.0651.2693-40.591　　　0.50.10150.500.2750.1634-25.081　11.20.25250.3750.0840.4232-52.072　　33.10.65250.9850.4460.9235-60.873　　33.60.75320.740.2050.1796-70.814　　　34.10.85320.8350.2560.208No50 7-b4.015　　34.60.95320.930.3111.2478-90.75　1　0.50.10200.260.060.0459-100.75　2　1.00.20200.530.2060.15510-b5.423　1.500.30200.790.4222.28711-1220.902　12.02.40401.440.5010.45112-130.954　24.04.80501.8140.5650.53713-142.25　6　3.02.9501.8720.4981.12115-160.5510.51.20251.820.1320.1320.07316-170.631　11.21.35252.041.631.02717-189.6211　　11.71.2251.820.1320.1321.27018-190.7711　22.41.55321.520.0740.05719-200.8121　　22.91.60321.570.0780.06420-145.6731　　23.41.65321.620.0830.47114-b1.933726.41.86800.340.0020.004b-a443726.41.86800.340.0020.088∑h12.66No50 低区给水系统计算图室内给水管网水力计算表(2-9层卫生间JL-1管)表2管段管长卫生洁具数量当量总数设计秒流量管径流速水力坡度水头损失洗手盆大便器小便器盥洗槽水嘴NL（m）0.56.00.50.7Ngq(L/s)DNv(m/s)ih=i*L　0.11.20.10.15　　　　　　0-10.9　2　122.4401.440.5010.461-20.954244.8501.8140.5650.54No50 2-32.256367.2501.8720.4981.124-50.45　10.70.15250.230.0330.025-60.821　11.20.25250.3750.0840.076-35.68211.70.35250.530.1510.863-c1.942614.77.55502.8450.1260.257-80.75　10.50.10200.260.060.058-90.7521.00.20200.530.2060.169-c5.70　31.50.30200.530.2061.1810-110.55　10.70.15250.230.0330.0211-120.82111.200.25250.3750.0840.0712-c4.30211.70.35250.530.1510.65c-d3.5046327.91.94702.080.5691.99d-e3.508126415.82.29800.4180.0020.01e-f3.5012189623.72.56800.460.0310.11f-g3.50162412831.62.79800.500.0350.13g-h3.502030151039.52.96800.530.040.14h-i3.502436181247.43.12800.570.0450.16i-j3.502842211455.33.34800.6050.0510.18∑h8.12一区总沿程水头损失：H=∑hy=12.66+8.12=20.78KPa总水头损失为H2=1.3×∑hy=1.3×20.87=27.131Kpa低区水表压力损失计算：在每层入户前，安装水表，型号为LXS-50C的旋翼式=9No50 =KPa最不利点的最低工作压力50kPaH=+=333+27.131+19.29+50=429.421kPa=43mHo1.2.2室内中区给水管网水力计算No50 中区给水系统管网水力计算草图室内给水管网水力计算表(10-18层卫生间JL-2管)表3管段管长卫生洁具数量当量总数设计秒流量管径流速水力坡度水头损失洗手盆大便器小便器盥洗槽水嘴NL（m）0.56.00.50.7Ngq(L/s)DNv(m/s)ih=i*L　0.11.20.10.15　　　　　　0-10.9　2　122.4401.440.5010.461-20.954244.8501.8140.5650.542-32.256367.2501.8720.4981.124-50.45　10.70.15250.230.0330.025-60.821　11.20.25250.3750.0840.076-35.68211.70.35250.530.1510.86No50 3-k1.942614.77.55502.8450.1260.257-80.75　10.50.10200.260.060.058-90.7521.00.20200.530.2060.169-k5.70　31.50.30200.530.2061.1810-110.55　10.70.15250.230.0330.0211-120.82111.200.25250.3750.0840.0712-k4.30211.70.35250.530.1510.65k-l3.5046327.91.94702.080.5691.99l-m3.508126415.82.29800.4180.0020.01m-n3.5012189623.72.56800.460.0310.11n-o3.50162412831.62.79800.500.0350.13o-p3.502030151039.52.96800.530.040.14p-q3.502436181247.43.12800.570.0450.16q-r3.502842211455.33.34800.6050.0510.18j-b2152783926102.74.14800.750.0751.58b-a4456844228171.45.03800.920.1089.78∑h19.48二区总沿程水头损失：H=∑hy=19.48KPa局部水头损失按沿程水头损失的30%计算，则总水头损失为H2=1.3×∑hy=1.3×19.48=25.324Kpa则H=+=64.8+25.324+19.29+50=742kPa=74.2mHoNo50 1.2.3室内高区给水管网水力计算高区给水管网系统计算草图室内给水管网水力计算表(19-27层卫生间JL3-1管)表4管段管长卫生洁具数量当量设计秒管流速水力水头No50 总数流量径坡度损失洗手盆大便器小便器盥洗槽水嘴NL（m）0.56.00.50.7Ngq(L/s)DNv(m/s)ih=i*L　0.11.20.10.15　　　　　　0-10.9　2　122.4401.440.5010.461-20.954244.8501.8140.5650.542-32.256367.2501.8720.4981.124-50.45　10.70.15250.230.0330.025-60.821　11.20.25250.3750.0840.076-35.68211.70.35250.530.1510.863-r1.942614.77.55502.8450.1260.257-80.75　10.50.10200.260.060.058-90.7521.00.20200.530.2060.169-r5.70　31.50.30200.530.2061.1810-110.55　10.70.15250.230.0330.0211-120.82111.200.25250.3750.0840.0712-r4.30211.70.35250.530.1510.65r-s3.5046327.91.94702.080.5691.99s-t3.508126415.82.29800.4180.0020.01t-u3.5012189623.72.56800.460.0310.11u-v3.50162412831.62.79800.500.0350.13v-w3.502030151039.52.96800.530.040.14w-x3.502436181247.43.12800.570.0450.16x-y3.502842211455.33.34800.6050.0510.18y-A3.5052783926102.74.14800.750.0750.2625A-B3.5056844228171.45.03800.920.1080.378B-C3.5056844228171.45.03800.920.1080.378C-D59.556844228171.45.03800.920.1086.426D-a39.256844228171.45.03800.920.1084.234∑h19.85No50 三区总沿程水头损失：H=∑hy=19.85KPa局部水头损失按沿程水头损失的30%计算，则总水头损失为H2=1.3×∑hy=1.3×19.85=25.805Kpa则H=+=969+25.805+19.29+50=1063kPa=106.3mHo1.2.4水泵机组的选择及减压阀的计算根据计算得到的供水小时最大流量的扬程，选择合适的供水泵，配置相应的变频器。在保持设定的工作压力情况下，由用户用水量的变化通过变频器控制水泵电机的转数，由水泵电机转数的变化，改变供水量，满足用户要求。每个分区设定个水泵交替使用，延长设备的使用寿命。低区变频水泵机组选择型号为80MS×4-11型号（流量Q=9.33L/s,扬程H=52.8m，电机功率为11KW）的水泵2台，一用一备，并配置相应的变频器，中区变频水泵机组选择型号为80MS×6-15型号（流量Q=9.33L/s,扬程H=79.2m，电机功率为15KW）的水泵2台，一用一备，并配置相应的变频器，高区变频水泵机组选择型号为80MS×9-22型号（流量Q=9.33L/s,扬程H=118.8m，电机功率为22KW）的水泵2台，一用一备，并配置相应的变频器。该建筑给水立管中水压过大，因而需设减压阀，既设置比例式减压阀，减压阀分别设在一层至三层、十层至十二层、十九层至二十三层给水支管处，阀后压力为0.35MPa。2、室内消火栓给水系统的计算该建筑总高度为98.9No50 m，按规范要求，每层任何一处着火，必须保证两股水柱同时到达。2．1消火栓的保护半径R=CL+L（其中C取0.8，Ld=25m，L取3m）则R=23m2．2消火栓口所需压力消火栓口所需压力计算按以下公式计:=+（其中=20Kpa）根根据所选的水枪口和充实水柱条件可知：==水枪喷嘴处的流量按公式可得：Q=﹥水带的阻力损失按公式并查表可得：=消防给水所需压力：Hxh=16.90+3.04+2.00=21.94m校核最不利点消火栓静水压,即是最高点的消火栓压力,其为:98.950-93.5-1.10=4.35m按《高层建筑设计防火规范》要求需设赠压装置，为保证供水安全，决定在顶层采用气压罐，No50 其与设在地下水泵房增压泵相比可减少稳压泵扬程。根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95规定：气压给水设备的气压罐其调节水量为5个喷头30s的用水量，即：气压水罐的设计调节水容积：气压水罐的总容积：气压罐低压：P1=23.69-2=201.69m气压罐高压：P2=20.59+10=30.59m选用气压罐型号SQL800×0.6,最低压力P=0.1MPa，气压罐容积0.52MPa，配套水泵型号25LGW3-10×4，电机功率1.5KW，吸水管管径DN80mm出水口管径DN100mm，排水管径DN25mm，气压罐重量240Kg，泵机组重量385Kg。外形尺寸：L×B×H=2474×992×21002.3低区消火栓管网的水力计算根据规范，该建筑物的室内消防流量为40L/s，故应考虑八股水柱同时作用。按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，每根竖管最小流量为15L/s，每支水枪最小流量为5L/s。最不利消防竖管即XHL1-1，出水枪数3支，相邻消防竖管即XHL1-2，出水枪数3支，第三消防竖管即XHL1-3，出水枪数2支。Hxh0=Hq+hd+Hk=21.94mH2O=219.4KPaHxh1=Hxh0+△H+h=（21.94+3.5+0.2814）=25.721m=257.21KPaNo50 其中：△H——0和1点的消火栓间距；h——0—1管段的水头损失1点的水枪射流量：qxh1=Hxhl=q2xh1/B+Az×Ld×qxh12qxh1===5.86L/sHxh2=Hxh1+△H+h=25.721+3.5+0.128=29.349m=293.49KPa2点的水枪射流量：qxh2=Hxh2=q2xh2/B+Az×Ld×qxh22+2qxh2===6.23L/s进行消火栓给水系统水力计算时，消火栓给水管道中的流速一般以1.4—1.8m/s为宜，不允许大于2.5m/s，按图以枝状管路计算，消防计算示意图如下：No50 低区消防立管和干管的水力计算表1计算管段设计秒流量q（L/s）管长L(m)（m）DN(mm)（mm）（mm）V（m/s）i（Kpa/m）)i*L（m）0-15.23.51000.6000.08040.28141-25.2+5.86=11.063.51001.2770.03271.1472-311.06+6.23=17.2910.51500.91740.01060.11133-417.2981001.99450.07990.63924-534.5881501.8340.04060.32485-64028.551502.120.05431.551∑hy=4.06m=40.6KPaNo50 计算结果详见上述表格，消防立管考虑三股水柱作用，消防立管流量为Q=5.2×3=15.62L/s则立管管径采用DN100，v=1.79m/s，i=0.0651。而消火栓环状管的计算则是根据规范，该大楼室内消防流量为40L/s，因此考虑到有8股水柱同时作用，则流量为Q=5.2×8=41.6L/s则管径采用DN150，v=2.46m/s，i=0.0651。2.4低区消防水泵的选择（1）消防流量Q=5.2×8=41.6L/s（2）消防扬程管路总水头损失为Hw=40.6×1.1=44.66KPa=4.466m消火栓给水系统所需总压力为Hx=h1+Hxh+Hw=15.9-(-2.1)+21.94+4.466=44.406m=444.06KPa则消防泵的选择为消防泵100DL-7,两台，一备一用，流量27.8L/s，扬程140m，配套电机功率为75kw。2.5高区消火栓管网的水力计算根据规范，该建筑物的室内消防流量为40L/sNo50 ，故应考虑八股水柱同时作用。按照最不利点消防竖管和消火栓的流量分配要求，每根竖管最小流量为15L/s，每支水枪最小流量为5L/s。最不利消防竖管即XHL2-3，出水枪数3支，相邻消防竖管即XHL2-2，出水枪数3支，第三消防竖管即XHL2-1，出水枪数2支。Hxh0=Hq+hd+Hk=21.94mH2O=219.4KPaHxh1=Hxh0+△H+h=（21.94+3.5+0.241）=25.681m=256.81KPa其中：△H——0和1点的消火栓间距；h——0—1管段的水头损失1点的水枪射流量：qxh1=Hxhl=q2xh1/B+Az×Ld×qxh12qxh1===5.86L/sHxh2=Hxh1+△H+h=25.681+3.5+0.128=29.309m=293.09KPa2点的水枪射流量：qxh2=Hxh2=q2xh2/B+Az×Ld×qxh22+2qxh2===6.23L/sNo50 进行消火栓给水系统水力计算时，消火栓给水管道中的流速一般以1.4—1.8m/s为宜，不允许大于2.5m/s，按图以枝状管路计算，消防计算示意图如下：高区消火栓计算简图低区消防立管和干管的水力计算表1计算管段设计秒流量q（L/s）管长L(m)（m）DN(mm)（mm）（mm）V（m/s）i（Kpa/m）)i*L（m）0-15.23.51000.6000.08040.28141-25.2+5.86=11.063.51001.2770.03271.1472-311.06+6.23=17.2966.51500.91740.01060.70493-417.2911.751001.99450.07990.93894-534.5881501.8340.04060.32485-64041502.120.05430.21726-74052.391502.120.05432.845∑hy=6.459m=64.59KPaNo50 计算结果详见上述表格，消防立管考虑三股水柱作用，消防立管流量为Q=5.2×3=15.62L/s则立管管径采用DN100，v=1.79m/s，i=0.0651。而消火栓环状管的计算则是根据规范，该大楼室内消防流量为40L/s，因此考虑到有8股水柱同时作用，则流量为Q=5.2×8=41.6L/s则管径采用DN150，v=2.46m/s，i=0.0651。2.6高区消防水泵的选择（1）消防流量Q=5.2×8=41.6L/s（2）消防扬程管路总水头损失为Hw=64.59×1.1=71.049KPa=7.1049m消火栓给水系统所需总压力为Hx=h1+Hxh+Hw=93.5-(-2.8)+21.94+7.1049=125.345m=1253.45KPa则消防泵的选择为消防泵100DL-7,两台，一备一用，流量27.8L/s，扬程140m，配套电机功率为75kw。No50 2.7消火栓及自动喷淋系统增压装置的设计由于消火栓最不利点所需的压力大于自动喷淋系统最不利点所需的压力，故只要满足消火栓系统的压力即可。1．气压罐的调节水量按5个喷头同时作用，每个按1.33L/S计，作用30秒。增压水泵出水流量6L/S2、气压罐最低工作压力20012P=mH3、气压罐最高压力与最低压力P1与P2关系4、气压罐选择2S1200-6其中公称直径1200m，高2220m,最大时流量25.6-32.0m3/h。5、增压水泵的选择流量6L/S=21.6m3/h可选用IS80-50-315型，Q=15-30m3/h,H=31.5-32.5m，电机型号Y132-4，功率5.5kw。2.8水泵接合器的确定按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95规定：每个水泵接合器的流量应按10-15L/s计算，取15L/s,本建筑室内消防设计水量为40L/s，故设置3套水泵接合器，型号为：SQB150No50 3自动喷淋系统的计算自动喷淋系统由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警阀等组成。自动喷淋系统前十分钟所用水由设在高位水箱提供，十分钟至一小时的喷淋用水由地下室贮水池提供。根据规范中的要求选择闭式喷水灭火系统。3.1自动喷淋灭火系统的基本数据(1)喷头的选择《自动喷洒灭火系统设计规范》，闭式湿式自动喷水灭火系统适用范围：因管网及喷头中充水，故适用于环境温度为4～700C之间的建筑物内，所以选用闭式湿式喷头。(2)由于该建筑为中度危险等级，喷头总数大于800个，故需进行分区，地下一层至五层为低区，六至二十七层为高区。本系统设置7个报警阀，每个报阀组控制的最不利喷头处，都设末端试水装置，每层最不利喷头处均设直径为25mm的试水阀。每个报警阀部位都设有排水装置，其排水管径为试水阀直径的2倍，取50mm。(3)查高规，自动喷水灭火系统的基本设计数据见下表：表3-1火灾危险等级设计喷水强度[L/(min·m2)]作用面积（m2）喷头工作压力(MPa)设计喷量(L/s)喷头间距(m)每支喷头最大保护面积(m2)喷头与墙柱最大间距(m)中危险Ⅱ级81600.1030.03.612.51.8No50 最不利点喷头最低工作压力不应小于0.05MPa。(4)管径确定如下表自动喷洒管径确定表表3-2喷头数1348123264公称直径(mm)DN25DN32DN40DN50DN70DN80DN1003.2喷头的布置根据建筑物结构与性质，本设计采用作用温度为68℃闭式吊顶型玻璃球喷头，喷头采用2.5m×3.0m和2.7m×3.0m矩形布置，使保护范围无空白点。3.3作用面积划分作用面积选定为矩形，矩形面积长边长度：L=1.2=（1.2×）m=15.2m，短边长度为：10.5m。最不利作用面积在最高层（五层和二十七层处）最远点。矩形长边平行最不利喷头配水支管，短边垂直于该配水支管。每根支管最大动作喷头数n=（15.2÷2.5）只=6只作用面积内配水支管N=（10.5÷3）只=3.5只，取4只动作喷头数：（4×6）=24只实际作用面积：（15.2×9.8）=148.96﹤160见图3-3，最后实际作用面积为149.No50 五层作用面积的喷头布置平面图二十七层作用面积喷头布置平面图No50 3.4水力计算（采用作用面积）从系统最不利点开始进行编号，直至水泵处，从节点1开始，至水池吸水管为止，进行水力计算。管段流量仅计算在作用面积范围的喷头，作用面积外的喷头不计。计算结果见表3-6，表3-7其计算公式如下。（1）作用面积内每个喷头出流量：q=k=1.33×L/s=1.33L/s（2）管段流量：Q=nq（3）管道流速：v=KQ，K值见表3-4；（4）管道压力损失：p，A值见表3-5；K值表表3-4管径(mm)253240507080100125150200250钢管1.8331.050.800.470.2830.2040.1150.0750.053——铸铁管——————0.12730.08140.05660.03180.021管道比阻A值表3-5（单位：）公称管径（mm）管材公称管径（mm）管材钢管铸铁管钢管铸铁管250.4367——800.001168——320.09386——1000.00026740.0003653400.04453——1250.00008623——500.01108——1500.000033950.00004185700.002893——2000.0000092730.0000092029No50 表3—6低区最不利计算管路水力计算管段喷头数（只）设计流量（L/s)管径（mm）管段长度（m）流速系数设计流速（m/s）管段比阻（）压力损失（kp）1-211.33252.51.8832.440.436719.32-322.66322.51.052.790.0938616.63-433.99402.50.803.200.0445317.734-545.32503.10.472.500.011089.845-656.65503.00.473.130.0110814.706-767.98803.10.2041.630.0011682.317-81215.961502.70.0530.850.000033950.248-91823.941502.40.0531.270.000033950.479-101823.9415025.30.0531.700.000033954.9610-泵1823.9415050.50.0531.700.000033959.8996.04表3—7高区最不利计算管路水力计算管段喷头数（只）设计流量（L/s)管径（mm）管段长度（m）流速系数设计流速（m/s）管段比阻（）压力损失（kp）1-211.33252.71.8832.440.436720.802-322.66322.71.052.790.0938617.933-433.99403.10.803.200.0445317.734-545.32503.00.472.500.011089.845-656.65502.40.473.130.0110811.86-767.98702.70.2832.260.0028934.987-81215.961002.70.1151.840.00026741.848-91823.941502.70.0531.270.000033950.539-101823.9415020.20.0531.700.000033953.9710-泵1823.94150129.00.0531.700.0000339525.4114.93.5校核（1）设计流量校核作用面积内喷头的计算流量为：Q=（18×1.33）L/s=23.94L/s。No50 理论流量：Q=(21.33L/s=23.94/21.33≈1.13，满足要求。（2）设计流速校核：表3-6和表3-7中，设计流速均满足v≤5m/s的要求。（3）设计喷水强度的校核：从表3-6和表3-7中可以看出，高、低区系统计算流量Q=23.94L/s=1436.4L/min，系统作用面积为160，所以系统平均喷水强度为：1436.4/160=8.98L/min﹥8L/min，满足中危险级Ⅱ级建筑物防火要求。最不利点处作用面积内4只喷头围合范围内的平均喷水强度：L/min=10.46L/min﹥8L/min，满足中危险级Ⅱ级建筑物防火要求。3.6喷洒泵的选型3.6.1低区喷洒泵选型（1）喷洒泵设计流量：Q=23.94L/s；（2）喷洒泵扬程相应的压力p：沿程损失=96.04kp局部损失Σhs=0.2=19.21kp最不利点的工作压力hm=0.1Mpa=100Kpa最不利点与水池最低水位高差静水压Z=21.6mH2o=2160Kpa则P=+Σhs+hm+Z=96.04+19.21+100+2160=2375.25KpaNo50 =23.75mH2o所以喷洒泵的流量为Q=23.94L/s，扬程为23.75m，查规范选用100DL-6两台，一备一用，流量27.80L/S，扬程120m,配套电机功率55kw。3.6.2高区喷洒泵的选型（1）喷洒泵设计流量：Q=23.94L/s；（2）喷洒泵扬程相应的压力p：沿程损失=114.9kp局部损失Σhs=0.2=22.98kp最不利点的工作压力hm=0.1Mpa=100Kpa最不利点与水池最低水位高差静水压Z=98.4mH2o=9840Kpa则P=+Σhs+hm+Z=114.9+22.98+100+9840=10077.88Kpa=100.7788mH2o所以喷洒泵的流量为Q=23.94L/s，扬程为100.7788m，查规范选用100DL-6两台，一备一用，流量27.80L/S，扬程120m,配套电机功率55kw。4.室内排水系统的计算4.1建筑内部排水系统的计算4.1.1设计要点（1）每个卫生间均应设置一个50mm的地漏，地漏的顶面应低于地面5-10mm，水封深度应介于50-100mm之间。No50 （2）排水立管应隔层设检查口，中心距地面通常为1.0m，水平管道末端应设清扫口。（3）管材为铸铁管。（4）通气管设专用通气管和伸顶通气管两种。（5）通气管管径的确定a、通气立管长度在50m以上，其管径与污水立管管径相同。b、伸顶通气管与污水立管管径相同。4.1.2设计计算（1）计算管段污水的设计秒流量生活污水和废水的设计秒流量由以下公式可得,其中根据该办公楼的性质该公式可简化为（2）横支管的水力计算排水设计秒流量按公式：式中qu----计算管段排水设计秒流量，L/sNp---计算管段卫生器具排水当量总数；qmax-----计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量L/s；由于本工程办公楼，a取1.5本办公楼的排水设计秒流量按上式计算即No50 室内排水管网水力计算表(1层卫生间)表1编号管段编号卫生器具名称数量当量总数Ng设计秒流量（L/s）管径DN（mm）坡度I大便器小便器洗手盆污水盆7.500．300．301.0010-1110.51750.02521-2111.30.54750.025316-1710.30.19750.02542-17211.60.56750.02553-4322.53.351000.02064-11322.53.351000.02075-611.00.51750.02586-7211.60.56750.025No50 97-11211.60.561000.020108-9322.53.351000.020119-11322.53.351000.0201210-1130.90.28750.0251311-12632147.53.741000.0201413-1420.60.24750.0251515-1411.00.51750.0251614-12211.60.561000.0201712-17636350.73.781000.0201818-1910.30.191000.0201919-20111.30.541000.0202020-211118.83.041000.0202121-a排737459.53.891500.010室内排水管网水力计算表(4-29层男卫生间WL-1)表2编号管段编号卫生器具名称数量当量总数管径坡度No50 Ng设计秒流量（L/s）DN（mm）I大便器小便器洗手盆污水盆7.500．300．301.0010-117.52.991000.02021-22153.201000.02032-b322.53.351000.02043-420.60.24750.02554-b30.90.28750.02565-6110.51750.02576-b211.60.56750.025室内排水管网水力计算表(4-29层女卫生间WL-2)表3编号管段编号卫生器具名称数量当量总数Ng设计秒流量（L/s）管径DN（mm）坡度I大便器小便器洗手盆污水盆7.500．300．301.0010-117.52.991000.02021-22153.201000.02032-c322.53.351000.02043-4110.51750.02554-5111.300.54750.02565-c211.60.56750.025（4）排水立管的计算（a）2-27层的男卫生间（排水立管WL-1）的计算2-27层的室内男卫生间类型,卫生器具的类型均相同,采用合流制排出,在1层与WL-2汇合到管道井,采用一根DN150的立管排至室外污水井。由<<给排水快速设计手册>>,各卫生器具排水流量,当量,排水管径和最No50 小坡度见表序号卫生器具名称排水流量(L/s)当量管径（mm）最小坡度1污水盆0.331.00500.0252洗手盆0.100.30500.0203大便器2.507.501000.0124小便器0.100．30500.020则计算如下:WL-1：=查水力计算表可知，立管选用DN100，因建筑物高度大于50m,故设专用通气管,管径选用DN100。WL-2：=查水力计算表可知，立管选用DN100，设专用通气管,管径选用DN100。4.2屋顶雨水系统4.2.1屋顶雨水系统的设计计算屋面雨水的排除方式按雨水管道的位置和排水的去向可分为外排水系统、内排水系统和混合雨水排水系统。考虑到排水的安全性和可靠性，本设计中采用雨水内排系统。（1）设计暴雨强度No50 q=式中q—设计重现期为P，降雨历时t的降雨强度；t—降雨历时（min）；设计中取t=5minP—设计重现期（年）；设计中取P=10年、b、c、n为当地降雨系数；分别取值为561、0、0.87、0.6则q===5.72(2)汇水面积F屋面的汇水面积较小，一般以m计算。屋面都有一定的坡度，汇水面积不是按实际面积而是按水平投影面积计算。考虑到大风作用下雨水倾斜降落的影响，对于高出屋面的侧墙及窗井，应将其垂直面积的一半计入屋面汇水面积。若高出屋面两侧或两侧以上均为侧墙时，按两侧端头连线面积的一半计入汇水面积。内排水系统设计计算包括布置雨水斗，布置并计算确定连接管、悬吊管、立管、排出管和埋地管的管径。为简化计算过程，可将雨水斗和雨水管道的最大允许泄流量换算成不同小时降雨厚度h情况下的最大允许汇水面积。则F=则F=51.3mNo50 （3）宣泄系数当屋面坡度较大时，雨水在屋面上的集流速度较快，集流时间短。为安全及时地排除屋面雨水，防止天沟积水过深，造成屋面漏水，在计算雨水量时要乘以一个系数，即屋面宣泄系数k1。设计重现期为1年时，屋面坡度小于2.5%时，k1取1.0；屋面坡度大于或等于2.5%时，k1取1.5~2.0。（4）小时降雨厚度H=36（约为200mm/h），查规范可知，79型或65型雨水斗直径为100mm时，其最大允许汇水面积为279m，大于实际面积51.3m，所以该雨水斗可满足泄流要求。（5）连接管：连接管选择与雨水斗同径，即100mm。（6）悬吊管：将屋顶汇水面积换算为相当于H为100mm/h的汇水面积：k=200/100=2F=2×51.3=102.6m（7）由于单斗系统较多斗系统的泄水能力大20%，因此计算的515m2的汇水面积，相当于102.6/1.2=85.5m的多斗悬吊管的汇水面积，查规范可得在坡度为0.007及悬吊管径d为100mm时，最大允许汇水面积为449m大于85.5m.所以选用d100，I为0.007的悬吊管最适宜。（8）立管：确定立管管径查规范可知，当直径为100mm时。最大允许汇水面积为680m2，大于实际面积58.5m，可以满足排水要求。（9）排出管：排出管管径应该不小于立管管径，因此排出管管径采用100mm。No50 （10）埋地管：埋地管最小管径为200mm。查规范可知可以满足排水要求。4.3地下层集水坑排水地下层车库和水泵分别设置一个集水坑，收集消防系统泄水和水泵房内的泄水，采用明沟，I=0.003,每个集水坑选用一台WQ-40-10-22，Q=40m3/h，H=10m，配套电机功率为3kw。No50 参考文献1.《建筑给水排水设计手册》姜文源主编北京：中国建筑工业出版社，19922.《建筑给排水设计手册》中国市政工程西南设计院主编中国工业出版社，1986（1，2，10，11）3.《建筑给水排水设计规范》（GDJ15-88）(1997版)北京：中国计划出版社4.《建筑给水排水工程》王增长主编北京：中国建筑工业出版社，19985.《高层建筑给水排水工程》钱维生主编上海：同济大学出版社，19896.《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-65）7.《水工业工程设计手册——建筑和小区给水排水》聂梅生周虎城主编中国建筑工业出版社8.《自动喷水灭火系统设计规范》（GBJ84-45）19989.《高层建筑给水排水设计》郭可志主编四川：四川科学技术出版社，198710.《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）（1997版）蒋永琨编北京计划出版社No50 No50'